摘要
橡胶材料作为高分子材料的一个重要类别在医疗卫生领域得到了广泛的关注与应用，尤其是硅橡胶、天然橡胶等。由于具有良好的气密性、机械性能及低蛋白等特点，一些对耐用性要求较高的产品例如医用夹板、医用胶塞及医用手套等，也离不开对异戊橡胶的广泛使用。然而，橡胶材料在医疗环境中容易受到细菌的污染，因此医用橡胶制品通常使用添加抗菌剂的方式使其具备抗菌性能，以满足其特殊的使用要求。目前在橡胶中对银系抗菌剂研究的最多，而将硒作为有效抗菌成分研究较少。考虑到长期使用银系抗菌剂可能导致耐药性问题，积极探索新型抗菌材料的抗菌应用具有重要意义。基于此，本论文将硒元素以硒化银、纳米硒的形式，通过负载到壳聚糖大分子物质上合成了两种复合抗菌剂，以克服无机纳米颗粒在使用中存在的毒性大、安全性低等问题，并引入到异戊橡胶中研究了两种复合抗菌剂对异戊橡胶各项性能的影响，对二者的抗菌作用方式进行了探讨。主要内容如下： （1）通过反相乳液交联法成功合成了两种新型复合抗菌剂纳米硒化银烷基化壳聚糖微球（ACM-Ag2Se）和纳米硒烷基化壳聚糖微球（ACM-Se）。通过扫描电镜、X-射线能谱仪、傅里叶红外光谱、X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱、热重分析等测试方法对ACM-Ag2Se和ACM-Se的形貌、化学结构、热力学数据等进行了表征。 （2）将两种复合抗菌剂ACM-Ag2Se和ACM-Se分别按不同份数添加至异戊橡胶中进行各项性能测试。两种复合抗菌剂对IR均能起到一定的促硫化作用，提高交联密度，其中 ACM-Se的影响效果最为显著，当添加 1 phr时， ACM-Se相比于 ACM-Ag2Se表现出更高的扭矩，焦烧时间比空白组IR缩短6.4%左右，正硫化时间比空白组IR缩短约11.2%。在力学性能上，随着添加份数的增加，两种复合抗菌剂均能够使IR保持材料原本的机械强度，且在此基础上有略微提高，拉伸强度在提高到一定程度后有轻微下降的趋势，断裂伸长率有所提高。在老化方面，ACM-Se对IR的抗氧化作用比ACM-Ag2Se更为显著，经老化3 d、4 d后，IR/ACM-Ag2Se及IR/ACM-Se硫化胶的力学性能保持率和抗张积老化系数都变化不大。 （3）ACM-Ag2Se和ACM-Se分别赋予了异戊橡胶抗菌性能，均表现出优异的抗菌活性。当添加1 phr时，IR/ACM-Ag2Se及IR/ACM-Se材料通过与细菌直接接触的方式来发挥作用，抗菌率均能达到96%以上。此外，经紫外连续照射100 h后IR/ACM-Ag2Se及IR/ACM-Se对细菌的抑制率均≥97%；经去离子水浸泡7 d后，与IR/ACM-Ag2Se相比，IR/ACM-Se材料仍能保持优异的抗菌性能，而IR/ACM-Ag2Se因Ag+溶出使其抗菌率有所降低，但仍能保持在90%以上。由于细胞结构的不同，相较于金黄色葡萄球菌，二者对大肠杆菌表现出更高的抑制性。 （4）综合本文研究内容及现有的研究理论，对ACM-Ag2Se和ACM-Se的抗菌作用方式进行了分析。ACM-Ag2Se的抗菌作用主要由Ag、Se这两种元素的广谱抗菌机制协同发挥作用，通过释放出银离子（Ag+）和硒化物离子（Se2-）的方式达到抑菌、杀菌的效果；ACM-Se是通过与细菌直接相接触，以此达到杀菌的目的。同时，烷基化壳聚糖微球本身具有一定的抗菌性能，其交联结构及疏水性质能够保证纳米硒化银和纳米硒更加稳定地存在并对其进行缓释，协同达到抗菌的作用。
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